旋转式动态切削力测量技术的研究

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随着高速切削技术、生产自动化技术、刀具破磨损研究的发展,切削过程的实时监测越来越受到人们的重视。而铣削加工时的切削力(扭矩)信号是表征切削过程的最重要的特征,它可以直接反映出切削的状态,从而给切削过程的在线监测提供可靠的信息依据。本文主要针对铣削加工过程,对旋转式动态切削力测量技术进行了较为系统的研究。 本文对旋转式动态切削力测量仪的研制主要包括三部分。首先是测力仪的传感器的设计,其主要问题在于测力方式和弹性元件的选择。本文分析比较了各种不同的弹性元件的测力性能,并研究了以前人们在设计测力仪中所存在的问题,选取了以薄壁圆筒为弹性元件,采用纯拉压和纯剪切的应变式的测力方式,这样可以获得较好的测量性能。由于是旋转式的测力仪,接下来要考虑的就是要解决它的无接触供电装置和无线信号的传输问题。无接触供电问题一直是影响测力仪的实用性的重要因素,本文研制的无接触感应电源较好的解决了这个问题,它是利用电磁感应传输能量的方式实现无接触供电,可完全满足电路的功率要求,性能可靠,且受切削环境影响很小。最后要解决的是应变式薄壁圆筒刀柄测量出来的切削力信号的无线传输问题,本文采用数字脉冲对信号进行增量调制的方式,其编解码电路简单;然后利用高频无线收发电路实现信号的短距离无线传输。
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